David is a widowed science fiction writer who adopts Dennis, a young boy who claims to be from the Red Planet. David believes the child acts strangely in order to process the difficulty he has had in his young life, but soon both David and his sister, Liz, begin to wonder if the boy might be telling the truth.

Küçüklüğünde sıra dışı bir çocuk olan David Gordon, bilimkurgu yazarı olmuştur. Nişanlısı öldükten sonra,zeki fakat sorunlu bir çocuk olan 6 yaşındaki Dennis'i evlât edinmeye karar verir ve onu tüm tuhaflıklarına rağmen sever. Dennis Mars’tan geldiğini düşünmektedir. Uzayla ilgilenen ve toplumdan uzak yaşayan David ve Dennis, bu özelliklerinden dolayı yakınlaşırlar. Aralarında özel bir bağ oluşan bu ikiliyi ayırmak isteyen Sosyal Hizmetler, çocuğun evden kaçmasına sebep olur. K-Pax gibi filmlerden hoşlananları mutlu edecek bir filme benzeyen Martian Child, 'uzaylı' temasının yanında, esas olarak çocuk sevgisi, toplum yapısı gibi konulara değinen sıcak bir hikayeye sahip.